Способ сборки деталей запрессовкой с обработкой отверстия и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК B23P19/02 

Изобретение относится к области механической обработки и может быть использовано для сборки деталей запрессовкой с обработкой отверстий.

Известен способ совмещенной обработки отверстий, включающий пластическое деформирование и режущую обработку отверстия комбинированным инструментом.

Известен способ обработки отверстий, реализуемый в устройстве для сборки деталей запрессовкой и обработки отверстий, принятый за прототип, включающий установку втулки в корпус, дорнование и обработку режущим инструментом отверстия втулки.

Недостатком способа является отсутствие средства и приемов для режущей обработки отверстия втулки, запрессованной в корпус, с фиксацией оси инструмента в заданной координате отверстия.

Известно устройство для сборки деталей запрессовкой с обработкой отверстия, принятое за прототип, содержащее инструмент с режущими и дорнующими элементами, хвостовик которого установлен в отверстии приводного патрона и связан с ним замком.

Недостатком устройства является отсутствие средств для фиксации оси инструмента на оси сборки узла к моменту начала режущей обработки отверстия узла.

Целью является повышение качества сборки втулки с корпусом за счет увеличения точности координатной обработки отверстия узла.

Поставленная цель достигается тем, что в способе сборки деталей запрессовкой с обработкой отверстия, включающем установку втулки в корпус, дорнование и обработку режущим инструментом отверстия втулки, вначале осуществляют обработку внутренней поверхности втулки дорном, а затем - режущим инструментом при совмещении оси сборки и оси обработки.

Поставленная цель достигается также тем. что устройство для сборки деталей запрессовкой с обработкой отверстия, содержащее нижнюю неподвижную плиту и

перемещающийся относительно нее рабочий орган с дорновым и режущим инструментами, установленный в отверстии1 приводного патрона и связанный с ним замком, снабжено верхней неподвижной плитой, средством для центрирования рабочего органа в патроне, вертикальными направляющими, соединяющими неподвижные плиты, подвижной плитой, установленной между неподвижными плитами с возможностью перемещения по направляющим, и центрирующей втулкой, смонтированной в нижней неподвижной плите соосно патрону, при этом приводной патрон выполнен в виде корпуса, установленного в верхней неподвижной плите и взаимодействующего с ней по конической поверхности, отверстие в патроне выполнено глухим с отходящими от него радиальными пазами, а средство для центрирования рабочего органа в патроне выполнено в виде смонтированной в глухом отверстии патрона цанги и штифтов, расположенных в радиальных пазах патрона с возможностью взаимодействия с цангой и конической поверхностью верхней

неподвижной плиты.

На чертеже показаны совмещенные оси устройства, инструмента и прессового соединения.

Устройство состоит из верхней 1 и нижней 2 неподвижных плит, установленных соосно оси 3 устройства, жестко связанных с рамой пресса (не показана), в которых установлены колонки 4, подвижной плиты 5, на

которой закреплено зажимное устройство 6 (показано схематично) для базирования обрабатываемого узла 7 (корпус с установленной в нем с минимальным зазором втулкой), имеющего ось сборки 8, по наружной поверхности. относительно которой задана координата отверстия узла, подвижная плита 5 имеет возможность передвигаться вдоль колонок 4 по шариковым направляющим 9, на ползуне (не показан) пресса установлен патрон 10 для закрепления комбинированного рабочего органа 11, имеющего ось 12 и состоящего из дорнующих инструментов 13 и режущих инструментов 14, а также двух сегментных пазов 15 и пяты 16, помещенной в цангу 17 с пружиной 18 между ее половина- ми и находящейся з глухом отверстии 19 патрона 10, который своей конической наружной поверхностью сопрягается с вертикальным коническим отверстием в плите 1. при этом цанга 17 установлена с возможно- стью взаимодействия с размещенными в радиальных зазорах патрона 10 штифтами 20. контактирующими другими своими концами с поверхностью конического отверстия в верхней плите 1, в нижней части патрона имеется замок, представляющий собой рычаги 21, имеющие возможность поворота вокруг осей 22. На нижней неподвижной плите 2 пресса имеется установленная соос- но с коническим отверстием верхней плиты 1 центрирующая втулка 23, отверстие которой имеет минимальный натяг по отношению к первому из дорнующих инструментов 13 комбинированного рабочего органа 11. В ряду режущих инструментов 14 послед- ним стоит калибрующий инструмент 24 без режущей кромки.

Способ сборки деталей запрессовкой с обработкой отверстия осуществляют следующим образом.

Обрабатываемый узел 7 (корпус с установленной в нем с зазором втулкой) устанавливают на подвижную плиту 5 и зажимным устройством б базируют обрабатываемый узел 7 по наружной поверхности, относительно которой задана чертежом координата отверстия (ось сборки 8). Базирование обеспечивает совпадение оси сборки 8 обрабатываемого узла с осью 3 устройства, т.е. осью конического отверстия в верх- ней плите 1 и отверстия центрирующей втулки 23 в нижней плите 2.

Ползун пресса с патроном 10 и рабочим органом 11 опускают, осуществляя дорно- вание втулки с образованием прессового соединения. По окончании дорнования первый дорнующий элемент вводят в отверстие центрирующей втулки 23, конический патрон .10 входит в коническое отверстие в верхней плите 1, в результате чего осущест- вляют фиксирование рабочего органа 11 в заданной координате.

Затем подвижную плиту 5 с узлом 7 при помощи выталкивающего механизма поднимают и режущим инструментом 14 рабочего органа 11 осуществляют обработку отверстия узла 7 по заданной координате.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении ползун пресса вместе с патроном 10 находится в верхнем положении. Комбинированный рабочий орган 11 удерживается в патроне 10 за счет рычагов 21, входящих в пазы 15 рабочего органа 11. Обрабатываемый узел 7 подают на подвижную плиту 5 и зажимным устройством 6, базируют обрабатываемый узел 7 по наружной поверхности, относительно которой задана теоретическая (заданная чертежом) координата отверстия. Базирование обеспечивает совпадение оси сборки 8 обрабатываемого узла с осью 3 устройства, т.е. с осью конического отверстия в верхней плите 1 и отверстия центрирующей втулки 23 в нижней плите 2. Ползун пресса с патроном 10 и рабочим органом 11 опускают, и дорнующие инструменты 13 раздают установленную в обрабатываемом узле 7 втулку, создавая прессовое соединение втулки с корпусом. Ось отверстия корпуса ( (деталь узла 7) перед обработкой может не совпадать с осью сборки 8, а втулка может иметь рззностенность, что еще больше нарушает соосность. Поэтому рабочий орган 11. удерживаясь в патроне 10 только при помощи рычагов 21, имеет возможность в пределах имеющихся в патроне 10 зазоров горизонтально смещается.

По окончании дорнования первый дорнующий инструмент входит с минимальным натягом в центрирующую втулку 23, в результате чего нижняя часть рабочего органа 11 фиксируется в заданной координате. Одновременно с этим коническая поверхность патрона 10 входит в коническое отверстие плиты 1. При этом штифты 20 стенками конического отверстия вдавливаются внутрь патрона 10 и, преодолевая сопротивление пружины 18, сжимают цангу 17, установленную в глухом отверстии патрона 10. Цанга,зажимая пяту 16 рабочего органа 11, фиксирует его в заданной координате. С этого момента и ось сборки 8 обрабатываемого узла 7, и ось 12 рабочего органа, совпадают с осью 3 устройства (т.е. с осью конического отверстия плиты 1 и центрирующей втулки 23).

Для координатной обработки отверстия узла 7 подвижная плита 5 под действием выталкивающего механизма (не показан) поднимается. При этом она движется вдоль колонок 4 по шариковым направляющим 9, которые обеспечивают беззазорное движение узла 7. Во время этого движения режущие инструменты 14 рабочего органа11

обрабатывают отверстие узла 7 по заданной координате. Затем плита 5 с обрабатываемым узлом 7 возвращается вниз и ложится на плиту 2. Одновременно с этим патрон 10 с рабочим органом 11 поднимается в исходное положение. Зажим 6 освобождает обработанный узел 7 и он удаляется из зоны обработки, а на его место подается следующий.

Наличие нескольких движений в цикле обработки не удлиняет процесс, а наоборот, его сокращает, т.к. возврат рабочего органа и подвижной плиты в исходное положение происходит одновременно. Встречное движение подвижной плиты позволяет уменьшить ход ползуна пресса, это тем более важно для прессов, не имеющих большого рабочего хода.

Рычаг 21, входящий в сегментные пазы 15 рабочего органа 11, поворачивается осью 22 вручную во время смены инструмента.

Втулка 23 изготавливается из пружинной стали 60С2ВА ГОСТ 103-78. Когда первый дорнующий инструмент входит в нее с указанным выше минимальным натягом, то стенки втулки деформируются только в упругом режиме, т.е. после каждого цикла вос- станавливается исходный диаметр отверстия втулки (без учета износа).

Пример. Способ осуществляли при сборке узла шестерни ведомой отсасывающей ступени маслонасоса (сб.312-35-16. завод Трансмаш, г.Барнаул). Узел состоит из шестерни 0 40 мм, модуль -4, высота 36,6 мм, диаметр отверстия -21.9+0.052. Втулка с наружным диаметром -21,9-0,065- 0,117. Внутренний диаметр втулки до запрессовки равен 17,4 мм. Окончательный внутренний диаметр в сборе с шестерней равен 18+ О.Об.при этом в сборочном чертеже

+ 0,03

указано, что ближе наружного диаметра шестерниотносительнооси на биениеО,02 мм. Материал шестерни сталь 38 хСА, материал втулки - бронза. Бр.АЭЖЗЛ.

Комбинированный рабочий орган имеет четыре дорнующих инструмента. Первый инструмент имеет диаметр 17,4+0,029,

+0,018

диаметр последнего инструмента равен 17,8±0,009. Натягдорнования равен 0,4мм. Режущая часть рабочего органа имеет семь режущих инструментов и восьмой калибрующий. Диаметр последнего режущего и ка- либрующего инструментов равен 18,05+0,009. Следовательно, припуск под протяжку составляет 0,2 мм. Калибрующий инструмент после режущих зубьев предназначен для облегчения возврата инструмента через обработанное отверстие.

Перед обработкой втулку свободно устанавливают в корпус. Зазор между втулкой

и корпусом 0,065-0.169 мм. Узел устанавливают нэ подвижную плиту устройства, которая опирается на нижнюю плиту. Базирование узла производят по наружному диаметру шестерни с таким расчетом,

0 чтобы ось сборки узла (ось обработанного узла) совпадала с осью устройства. Дорнуют отверстие втулки с обеспечением возможности отклонения оабочего органа от оси устройства. Отверстие корпуса может быть

5 не соосно с его наружной поверхностью. Втулка тоже может быть разностенной. Операция дорнования предназначена для раздачи втулки в отверстии корпуса до получения прессового соединения. Пол0 учить точную координату отверстия дорно- ванием невозможно и поэтому дорнующий инструмент должен обрабатывать отверстие втулки повторяя все погрешности координаты отверстия.

5Вышеуказанный натяг дорнования должен обеспечить раздачу втулки в корпусе до исчезновения зазора и получения натяга прессового соединения втулки с корпусом 0,02-0,1 мм.

0 Обработкой отверстия втулки дорном получают прессовое соединение с внутренним диаметром (с учетом упругого последействия материалов узла) 17,77 мм. После дорнования нижний дорнующий инстру5 мент входит в центрирующую втулку, установленную s нижней плите соосно с коническим отварстие в верхней плите. Для того, чтобы исключить любое отклонение оси рабочего органа от оси устройства, до0 рнующий инструмент входит в центрирующую втулку с натягом по плотной посадке

Н 7

-- .т.е. диаметр отверстия центрирующей

втулки равен 17,4 ±0,018. Одновременное 5 фиксацией нижней части дорна при помощи дорнующего инструмента и центрирующей втулки верхняя часть рабочего органа фиксируется с помощью конического патрона. После фиксации рабочего органа подвиж- 0 нзя плита, на которой закреплен обрабатываемый узел, движется вверх по направляющим с помощью нижнего привода (не показан). Движение по направляющим беззазорное, что исключает 5 отклонение оси обрабатываемого узла от оси рабочего органа. При движении узла вверх его отверстие проходит через режущие инструменты рабочего органа, в результате чего происходит точная координатная обработка отверстия узла,

Реализация способа в устройстве для сборки деталей запрессовкой позволила уменьшить несоосность втулки и корпуса.

Предварительно собранный узел (корпус с установленной в нем небольшим за- зором втулкой) устанавливают на неподвижную плиту и базируют его по наружной поверхности. При этом фактическая ось данного узла может из-за погрешностей изготовления составляющих узел деталей не совпадать с осью устройства. После обработки отверстия втулки узла дернующими инструментами происходит раздача стенок втулки с образованием прессового соединения. При этом рабочий орган может само- устанавливаться по выполненному отверстию в корпусе узла и во втулке. После образования прессового соединения рабочий орган, продолжая свое поступательное движение, вводит первый дорнующий инст- румент с минимальным натягом в центрирующую .втулку и ось рабочего органа совмещается с осью устройства. Затем осуществляют окончательную обработку узла режущими инструментами рабочего органа при неподвижном рабочем органе, патрон которого введен в коническое отверстие неподвижной плиты устройства.

Данный способ позволяет повысить технологические возможности точности изго- товлёния прессового соединения за счет осуществления совмещения оси узла с осью устройства и соответственно, с осью рабочего органа в процессе окончательной обработки отверстия запрессованной втулки.

Формула изобретения 1. Способ сборки деталей с запрессовкой с обработкой отверстия, включающий установку втулки в корпус, дорнование и

обработку режущим инструментом отверстия втулки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества получаемых соединений путем обеспечения точности обработки отверстий, вначале осуществляют обработку внутренней поверхности втулки дорном, а затем - режущим инструментом при совмещении оси сборки и оси обработки.

2. Устройство для сборки деталей запрессовкой с обработкой отверстия, содержащее нижнюю неподвижную плиту и перемещающийся относительно нее рабочий орган с дорновым и режущим инструментами, установленный в отверстии приводного патрона и связанный с ним замком, отличающееся тем, что, с целью повышения качества получаемых соединений, оно снабжено верхней неподвижной. плитой, средством для центрирования рабочего органа в патроне, вертикальными направляющими, соединяющими неподвижные плиты, подвижной плитой, установленной между неподвижными с возможностью перемещения по направляющим, и центрирующей втулкой, смонтированной в нижней неподвижной плите соосно с патроном, при этом приводной патрон выполнен в виде корпуса, установлен- ного в верхней неподвижной плите и взаимодействующего с ней по конической поверхности отверстие в патроне выполнено глухим с отходящими от него радиальными пазами, а средство для центрирования рабочего органа в патроне выполнено в виде смонтированной в глухом отверстии патрона цанги и штифтов, расположенных в радиальных пазах патрона с возможностью взаимодействия с цангой и конической поверхностью верхней неподвижной плиты.

Использование: в механической обработке для повышения качества сборки втулки с корпусом. Сущность изобретения: обрабатываемый узел 7 устанавливают на подвижную плиту 5 и базируют по наружной